基于博弈理论的分布式组件部署研究

摘要

随着应用软件系统复杂程度的不断提高，同时，一些分布应用业务逐步增加，致使软件开发逐渐朝着分布式方向发展，在分布式软件系统发展过程中，人们逐渐将分布式技术与组件技术相结合，组件技术实现了比对象更高级别的重用，可以将成功的组件进行复用，使得一个复杂的系统由许多开发成功的组件组合而成，这样不但大大提高了系统的开发效率，而且由于复用成熟的组件会使系统的可靠性更高，并且组件技术不受编程语言的限制。
　　 一个复杂的应用系统由多个组件组合而成，每个组件的运行都需要一定的资源，包括CPU占用时间、内存，通信带宽等，所以所有的组件很难在一台设备上运行.即使可以在一台设备上运行，由于资源有限，运行效率、处理能力等很难得到保证，为了使更多的组件服务能够满足运行条件，需要将服务组件部署到多个节点上.部署组件到节点，关系到整个系统的运行效率，部署时要考虑组件的资源需求，组件间的依赖程度及整个网络中设备的资源利用率、服务质量QoS、通信开销等问题。如何部署能够使得整个系统的运行效率更高，是本文所要解决的问题。
　　 本文首先对分布式软件系统部署所应用的相关技术进行了系统的介绍，包括分布式系统的概念、应用；组件的定义和类型、模型、实现框架、接口、部署等技术；博弈的基础理论，其中对纳什均衡平衡点求解问题进行了详尽的说明。这些技术是后续实现的关键。然后对组件部署的问题进行了形式化描述，并对已有的分布式组件部署策略、算法进行了分析，指出了各个算法的优缺点。
　　 本文对分布式软件部署问题进行博弈建模，将组件部署问题转化为组件间的博弈问题，并将影响博弈的因素一一量化，提出了基于博弈理论的组件部署优化算法，并对博弈模型给出合理的实施方案，用一个分布式组件部署的实验来验证本文所提出的理论的可行性，并对其优缺点进行了分析。最后对全文所提出的内容进行了总结，并对分布式软件部署的研究方向进行分析和前景展望。